¿Por qué la luz no disminuye la velocidad?

No es correcto decir que no se aplica fuerza. Un fotón lleva impulso, vea PE aquí , por lo que en la reflexión hay transferencia de impulso. Esta es la idea detrás de la propulsión láser discutida aquí . En cuanto a la velocidad, es aún más complicado. El hecho de que la luz se refleje suele requerir un cambio brusco en el índice de refracción. Para ser reflejado, por lo tanto, el fotón interactúa con el medio que lo refleja. Entonces penetra el medio hasta cierto punto. Esto lleva tiempo , especialmente porque la velocidad de la luz es más lenta en el medio, debido a la interacción del campo eléctrico con la materia circundante. La velocidad de la luz en un medio dieléctrico es a menudo objeto de debate, como se muestra aquí.. Desafortunadamente, la respuesta aceptada en esa discusión no es realmente satisfactoria ya que la desaceleración no requiere pérdida de energía ni es estocástica. Es mejor observar la onda electromagnética general y su interacción con un entorno que puede dar una respuesta electromagnética. En cualquier caso, pensar en la luz (partícula, onda o lo que sea) y, además, su interacción con la materia es algo alucinante.

Edición 1 sobre la pérdida de velocidad:

En su mayoría, uno consideraría objetos muy grandes, por lo que se consideran estáticos y el fotón sale con el mismo impulso. Si el objeto que refleja es muy pequeño, se podría considerar un movimiento y un impulso reducido. Sin embargo, esto no reduciría la velocidad del fotón reflejado, sino su impulso y, por lo tanto, su energía. Esto, por lo tanto, cambia la longitud de onda. Este proceso sería algo así como la dispersión inelástica. Aún así, uno tiene que considerar la conservación del momento y la energía (a menos que se trate de la relatividad general; entonces la conservación de la energía se va por la ventana).

Edición 2 sobre transferencia de energía y momento:

Teniendo en cuenta una de las preguntas en los comentarios si la transferencia de energía y momento tiene algo que ver con la energía solar o podría usarse como alternativa, aquí algunas estimaciones simples para un fotón con longitud de onda$\lambda = 560\;\mathrm{nm}$(algo amarillento). La energía del fotón es$E= h c/ \lambda= 2.2\;\mathrm{eV}=3.54\;10^{-19}\;\mathrm{J}$. el impulso es$p=h/\lambda$y la transferencia es aproximadamente$\Delta p= 2p=2.37\;10^{-27}\;\mathrm{kg\;m/s}$. Un espejo de masa$m=1\;\mathrm{kg}$responsable de esa transferencia de cantidad de movimiento, tendrá energía cinética$p^2 /(2 m)=2.8\; 10^{-54}\;\mathrm{J}$. El cambio requerido en la longitud de onda del fotón que proporciona esta energía se puede aproximar por (la aproximación asume que el cambio es pequeño, que es como vemos ahora)$\Delta \lambda \approx \Delta E \lambda^2/(h c)=2h/(mc)=4.42\; 10^{-33}\;\mathrm{nm}$

Tenga en cuenta que obtiene lo mismo si interpreta esto como un efecto doppler relativista , es decir$\Delta \lambda \approx \lambda v/c$, dónde$v$es la velocidad del espejo debido a la transferencia de cantidad de movimiento del fotón. (La aproximación se cumple para$v \ll c$). También tenga en cuenta que el cambio absoluto en la longitud de onda, para longitudes de onda grandes, es decir, energías de fotones pequeños, es independiente de la longitud de onda; entonces$\Delta \lambda/\lambda \rightarrow 0$para$\lambda \rightarrow \infty$.

Entonces, un cambio hipotético en la longitud de onda está por debajo de cualquier cosa que uno podría esperar medir (33 dígitos detrás de la coma). Además, la ganancia de energía en el espejo es ridículamente pequeña en comparación con la energía que se puede obtener por absorción. Sin embargo, la transferencia de impulso no es tan mala, ya que uno puede "disparar" fácilmente$10^{27}$fotones para obtener un efecto general razonable. Sin embargo, la eficiencia parece pobre, así que haga una búsqueda rápida sobre la propulsión de fotones para saber por qué y cómo se hace en primer lugar.